Egy Dél-Dakotában található föld alatti laboratóriumban végzett kísérlet során

a kutatók olyan részecskekölcsönhatást figyeltek meg, amely a sötét anyag első közvetlen észlelésére utalhat,

bár hangsúlyozzák, hogy az eredmény egyelőre nem éri el a felfedezés bejelentéséhez szükséges statisztikai küszöböt.

Az észlelés a Sanford Földalatti Kutatólétesítményben történt, amely a Black Hills régióban egy egykori aranybányában, mintegy másfél kilométeres mélységben működik. Az itt zajló LUX-ZEPLIN (LZ) kísérlet célja az úgynevezett WIMP-ek – vagyis a gyengén kölcsönható nagy tömegű részecskék – kimutatása, amelyek a sötét anyag legígéretesebb jelöltjeinek számítanak. A detektor 10 tonna folyékony xenont tartalmaz egy hengeres tartályban, a berendezést pedig az amerikai Energiaügyi Minisztérium Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriuma üzemelteti.

A kutatók a sötét anyag részecskéinek xenonatomokon való szóródását keresik, mivel az ilyen kölcsönhatások halvány ultraibolya felvillanást és atommag-visszalökődést eredményeznek. A Physical Review Letters című szakfolyóirathoz benyújtott tanulmányukban egy olyan eseményt írtak le, amelyben egy ismeretlen részecske pontosan a WIMP-ekre jellemző módon ütközött egy xenonatom magjával, azaz kis energiát adott át, ami halvány UV-felvillanást váltott ki, a mag pedig a várt irányba lökődött el.

Ez lehet a sötét anyag megfigyelésének első jele

– mondta Sam Eriksen, a Bristoli Egyetem részecskefizikusa, a tanulmány első szerzője. Ugyanakkor óvatosságra intett, hiszen egyetlen eseményről van szó, így egyelőre nem állítják biztosan, hogy sötét anyagot detektáltak, a kutatócsoport jelenleg a más lehetséges magyarázatok kizárásán dolgozik.

A sötét anyag a világegyetem teljes anyagmennyiségének mintegy 85 százalékát teszi ki, ám nem bocsát ki és nem ver vissza fényt, így közvetlenül nem figyelhető meg. Létezésére a gravitációs hatásaiból következtetnek, hiszen a galaxisok és galaxishalmazok úgy viselkednek, mintha jóval több tömeget tartalmaznának a látható anyagnál. A sötét anyag egyfajta kozmikus ragasztóként működik, amely nélkül a galaxisok – köztük a Tejútrendszer – nem alakulhattak volna ki a mai formájukban.

A közvetlen detektálás mellett a tudósok más módszerekkel is keresik a sötét anyagot, például vizsgálják a galaxisokra gyakorolt gravitációs hatását, valamint részecskegyorsítókban próbálják előállítani a feltételezett részecskéket. A föld alatti kísérletek, mint amilyen az LZ is, azért működnek nagy mélységben, mert ott a kozmikus sugárzás és egyéb háttérzajok jóval kevésbé zavarják a rendkívül ritka kölcsönhatások kimutatását.

A címlapkép illusztráció. Címlapkép forrása: Getty Images

Ennek a cikknek az előkészítésében AI-asszisztens működött közre, a végleges tartalmat újságírónk szerkesztette és ellenőrizte.